Центробежные (радиальные) вентиляторы

 

Центробежные вентиляторы имеют вращающийся ротор с лопатками спиральной формы. Воздух через входное отверстие засасывается внутрь ротора, где он приобретает вращательное движение и за счет центробежной силы и специальной формы лопаток направляется в выходное отверстие специального спирального кожуха (так называемой «улитки» - по внешнему сходству). Таким образом, выходящий поток воздуха находится под прямым углом к входящему. Данный вид вентилятора широко применяется в промышленности. В зависимости от типа, назначения и размеров вентилятора, количество лопаток рабочего колеса бывает различным, а сами лопатки изготавливают загнутыми вперёд или назад (относительно направления вращения). Применение центробежных вентиляторов с лопатками, загнутыми назад, даёт экономию электроэнергии примерно 20 %. Также они легко переносят перегрузки по расходу воздуха. Преимущества центробежных вентиляторов с лопатками рабочего колеса, загнутыми вперёд, - это меньший диаметр колеса, а следовательно - и меньшие размеры самого вентилятора и меньшая частота вращения, что уменьшает шум при его работе.

Центробежные (радиальные) вентиляторы подразделяются на вентиляторы высокого, среднего и низкого давления (рис. 10.20-10.21).

Рис. 10.20. Схема центробежного вентилятора.

 

Центробежные вентиляторы из алюминиевых сплавов, укомплектованные взрывозащитными электродвигателями, по уровню защиты от искрообразования относятся к вентиляторам с повышенной защитой, то есть к вентиляторам, в которых предусмотрены средства и меры, затрудняющие возникновение опасных искр. Вентиляторы предназначены для перемещения газопаровоздушных взрывоопасных смесей с температурой не выше 80º С, не вызывающих ускоренной коррозии проточной части вентиляторов, не содержащих взрывчатых веществ, взрывоопасной пыли, липких и волокнистых материалов с запыленностью не более 10 мг/м³. Температура окружающей среды должна быть в пределах от −40 до +45 °C.

Рис. 10.21. Центробежные (радиальные) вентиляторы.

Вентиляторы диаметрального сечения (тангенциальные)

Они имеют ротор типа «беличье колесо» (ротор пустой в центре и лопатки осевого вентилятора вдоль периферии). Вместо стенок у цилиндра крыльчатка из загнутых вперед лопастей. Крыльчатка тангенциального вентилятора встроена в корпус в форме диффузора, напоминающий корпус центробежного вентилятора. Только воздух забирается не с торца вентилятора, а по всей его длине с фронтальной стороны устройства. Воздух увлекается вращающимися лопатками, а потом благодаря диффузору приобретает ускорение в нужном направлении. То есть в тангенциальных вентиляторах воздух поступает вдоль периферии ротора и движется к выходу подобно тому, как это происходит в центробежном вентиляторе. Такие вентиляторы создают равномерный воздушный поток вдоль всей ширины вентилятора и бесшумны при работе. Они сравнительно громоздки, воздушное давление низкое.

Тангенциальные вентиляторы широко применяют в кондиционерах, воздушных завесах и других устройствах, где не важен напор воздуха. Важные особенности тангенциальных вентиляторов - большой расход воздуха и низкий уровень шума (рис. 10.22).

Рис. 10.22. Диаметральные (тангенциальные) вентиляторы.

Безлопастные вентиляторы

Это бытовые приборы, работающие по принципу эжектора. В них воздушный поток создаёт обычный вентилятор небольшого размера, спрятанный в основании и подающий воздух с относительно большой скоростью сквозь узкие щели в большой рамке, через которую идет основной поток перемещаемого воздуха. За счёт аэродинамических эффектов истекающий из щелей воздух увлекает за собой соседние слои. В основном окружающий воздух засасывается с тыльной стороны в результате возникающего разрежения из-за формы профиля рамки, причем поток воздуха усиливается до 15-18 раз по сравнению с прокачиваемым нагнетателем объёмом. Направление потока можно менять регулировкой положения рамки. Достоинства такой схемы - отсутствие доступных извне корпуса движущихся деталей и ламинарный выходной поток, а потенциальный недостаток - шумность из-за необходимого высокого давления нагнетателя и большой скорости истечения первичного потока (около 90 км/ч в исходной конструкции).

Рис. 10.23. Безлопастные вентиляторы.

Многозональные вентиляторы

Многозональные центробежные вытяжные вентиляторы имеют специальный корпус, позволяющий подключить несколько всасывающих воздуховодов, вытягивающих воздух из разных зон. Зоной может быть отдельный вентканал, комната или даже часть большого помещения. Такие вентиляторы полезны на объектах, где следует сделать вытяжку из нескольких мест, а канал для выброса воздуха всего один. Многозональные вытяжные вентиляторы позволяют оптимизировать сеть воздуховодов, сократить количество дорогих фасонных изделий, используя при этом однотипные гибкие воздуховоды (рис. 10.24).

 

Рис. 10.24. Многозональные вентиляторы.

Канальные вентиляторы

Предназначены для монтажа в вентиляционный канал круглого или прямоугольного сечения. Вентиляторы этого типа устанавливаются на одном валу с электродвигателем в едином корпусе с использованием виброизолирующих прокладок (рис. 10.25-10.26).

 

 

Рис. 10.25. Типичный канальный вентилятор (слева) и канальный вентилятор

с поджатием потока (справа).

 

Вентилятор может быть осевым, многолопастным или радиальным, с лопатками загнутыми как вперед, так и назад, одностороннего или двухстороннего всасывания. Корпус вентиляторов может быть из специального пластика, из гальванизированной стали и даже смешанным. Из-за небольших размеров вентиляторы можно размещать непосредственно в сети воздуховодов, встраиваться в канальные системы вентиляции и кондиционирования воздуха и скрываться за подшивным потолком или в специальных вертикальных шкафах. Возможно любое (горизонтальное, вертикальное или наклонное) положение вентилятора при его установке. Основные преимущества канального вентилятора связаны с его компактностью при значительных расходах воздуха.

Рис. 10.26. Канальные вентиляторы.

 

Крышные вентиляторы

Рис. 10.27. Крышные вентиляторы.

Крышные вентиляторы (рис. 10.27-10.28) монтируются непосредственно на крыше здания, обычно имеют специальную раму для обеспечения долговечности и стойкости к атмосферным воздействиям. В связи с тем, что они практически весь срок службы находятся на улице, к ним предъявляются особые требования по влаго- и пылеустойчивости. Обычно они выполняются из высококачественной стали с эпоксидным коррозиестойким покрытием или гальванизированной. Есть крышные вентиляторы как для систем общей вентиляции, так и специальные жаропрочные вентиляторы для высокотемпературных систем, например, для систем дымоудаления при пожаре, организация вытяжки для камина или газового котла.

Рис. 10.28. Система вентиляции дома, использующая крышной вентилятор.

Бытовые вентиляторы

Вентилятор предназначен для создания потока воздуха в помещении, обеспечивающего комфортное пребывание в летний период.

Бытовые вентиляторы (рис. 10.29-10.30) классифицируют по размеру, производительности, числу лопастей, исполнению и функциональности. По исполнению бывают напольные, настольные и потолочные. Число лопастей может быть от трех до шести. Вентиляторы могут иметь функции регулировки скорости вращения и «автоповорота».

Рис. 10.29. Бытовые вентиляторы.

«Автоповорот» осуществляет перемещение оси вращения ротора в горизонтальной плоскости и предназначен для расширения прост-ранства обдува в горизонтальной плоскости. Лопасти вентилятора делают обычно из пластика, иногда из дерева или из металла. Пластиковый вентилятор легче, а значит и безопаснее, но непрочен. Для защиты от движущихся лопастей вентиляторы оснащаются решеткой. Также они могут оснащаться таймером, подсветкой и т. д.

Конструкции вентиляторов

 

Рис. 10.30. Устройство бытового вентилятора.

 

Привод вентиляторов обычно электрический. Электрические вентиляторы состоят из набора вращающихся лопаток, которые размещены в защитном корпусе, позволяющем воздуху проходить через него. Лопасти вращаются электродвигателем. Для больших промышленных вентиляторов используют трёхфазные асинхронные двигатели. Меньшие вентиляторы часто приводятся в действие посредством электродвигателя переменного тока с экранированным полюсом, щёточными или бесщёточными двигателями постоянного тока. Вентиляторы с приводом от двигателей переменного тока обычно используют напряжение электросети. Вентиляторы с приводом от двигателя постоянного тока используют низкое напряжение, обычно 24 В, 12 В или 5 В. В вентиляторах охлаждения для компьютерного оборудования используют исключительно бесщёточные двигатели постоянного тока, которые производят намного меньше электромагнитных помех при работе. Также вентиляторы насажены на валы многих электродвигателей мощностью 1 кВт и более, протягивая через обмотки двигателя охлаждающий воздух - это называется самовентиляцией электродвигателя. Для предотвращения распространения вибрации по каналу вентиляторы комплектуют тканевыми компенсаторами или гибкими вставками.

 

3.2. Классификация и обслуживание систем вентиляции

Вентиля́ция (от латинского ventilatio - проветривание) - процесс удаления отработанного воздуха из помещения и замена его наружным. В необходимых случаях при этом проводятся: кондиционирование воздуха, фильтрация, подогрев или охлаждение, увлажнение или осушение, ионизация и т. д. Вентиляция обеспечивает санитарно-гигиенические условия (температуру, относительную влажность, скорость движения воздуха и чистоту воздуха) воздушной среды в помещении, благоприятные для здоровья и самочувствия человека, отвечающие требованиям санитарных норм, технологических процессов, строительных конструкций зданий, технологий хранения и т. д. Также под этим термином в технике часто имеются в виду системы оборудования, устройств и приборов для этих целей.

Приточные системы вентиляции применяются для подачи в помещение нужного количества чистого воздуха, при этом отработанная воздушная масса не удаляется, а заменяется на новую, поступающую в помещение извне. Отток отработанного воздуха в помещении при работе таких систем производится через не плотно закрытые окна, щели в дверных проёмах или через систему естественной вытяжки.

Вытяжные системы вентиляции делают обратное действие относительно приточных систем, с их помощью отработанный, загрязнённый воздух выводится из помещения по воздуховодам. Для более эффективной работы вытяжных систем предпочтительнее, чтобы объем удаляемого воздуха компенсировался равным объемом свежего поступающего воздуха. Поэтому для лучшего воздухообмена желательно использовать сразу несколько вентиляционных систем. Например, в одном помещении можно одновременно смонтировать приточную и вытяжную вентиляционную установку. Эффект от их совместной работы будет намного выше, чем при применении одной из этих систем.

Принцип работы приточно-вытяжных систем вентиляции основан на создании нескольких (двух или более) встречных воздушных потоков. Приточно-вытяжные системы вентиляции могут создаваться на основе нескольких вытяжных и приточных систем, при этом каждая из них имеет отдельную автоматику, фильтры, вентилятор и т.д. Такие системы создают на основе комплексных установок, которые работают

как на приток воздуха, так и на его вытяжку.

Системы вентиляции и центрального кондиционирования совмещают в себе сразу несколько вентиляционных установок. Приточную или приточно-вытяжную вентиляцию и систему кондиционирования, действие которой направлено на обеспечение нужных параметров воздуха (температуры, влажности и т.д.). Обычно центральные системы кондиционирования и вентиляции используют для комплексных многофункциональных помещений, и поэтому применяемые установки могут состоять из разных типов климатического оборудования.

Хорошая и долговечная работа климатических систем обработки воздуха в значительной степени зависит от их своевременного сервисного обслуживания. При эксплуатации такого оборудования в воздуховодах накапливаются жир, пыль, грязь и болезнетворные бактерии, а это приводит к ухудшению качества воздуха и приходится проводить чистку вентиляционных каналов. Механические части вентиляционных установок требуют частой смазки, поэтому грамотное сервисное обслуживание может значительно увеличить срок их эксплуатации.

Вентиляционные системы классифицируются в соответствии с техническим устройством, производительностью, технологическим предназначением, наличием тех или иных дополнительных функций, а также целым рядом параметров, учитываемых еще на стадии утверждения расчетных характеристик здания. При этом системы вентиляции дома считаются наиболее простыми в монтаже и при дальнейшем обслуживании. В зависимости от сложности вентиляция дома состоит из сети коммуникационных каналов, по которым движется воздух, специальных установок, обогревателей воздуха и средств управления.

Современные системы вентиляции не только подают воздух в здание, но и корректируют его физические характеристики (фильтруют, увлажняют, осушают, нагревают и охлаждают). Комбинируя разные настройки вентиляционных систем, можно создать комфортную атмосферу в любом помещении. Комплексы отопления и вентиляции сложны технически, но при этом просты в эксплуатации.

Мощность систем вентиляции постоянно увеличивается. По мере того как растут требования к климатическому обслуживанию помещений, расширяются функциональные возможности и повышается производительная нагрузка на вентиляцию. Профессиональное обслуживание вентиляционного оборудования становится как никогда важным, ведь авария и последующий ремонт крупных систем сопряжены с серьезными затратами.

На рис. 10.31-10.37 показаны примеры схем организации вентиляции различных зданий, гаражей и объектов автосервиса.

Рис. 10.31. Схема системы вентиляции и кондиционирования в здании.

Рис. 10.32. Схема приточно-вытяжной системы вентиляции дома.

Рис. 10.33. Схемы вытяжной и приточно-вытяжной системы вентиляции дома.

Рис. 10.34. Схема приточно-вытяжной системы вентиляции дома.

Рис. 10.35. Схемы вентиляции гаражей.

Рис. 10.36. Схема вентиляции помещений автосервиса.

Рис. 10.37. Схема вентиляции покрасочной камеры автосервиса.